JPH09248681A - 条材端面を平坦面に接合する方法及びエンドプレート付条材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｈ形鋼等の条材１をエンドプレート２等の平
坦面２ａに強固に且つ容易に接合する方法を提供する。 【解決手段】 条材１の端部に、端面１ａに向かって広
がる増肉部１ｂを形成し、その条材端面をインサート材
４を介してエンドプレート２の平坦面２ａに突き合わ
せ、条材端部を取り囲むように誘導コイル５を配置し、
その誘導コイル５で誘導加熱することで、インサート材
挿入部分をインサート材の融点以上に昇温させ、液相拡
散接合させる。この時、誘導コイル５に隣接した条材部
分が高温に加熱されてしまい、条材１に加えている押圧
力Ｐで横方向に膨らむように変形するが、その部分の外
面はあらかじめ傾斜させているため、端面１ａよりも外
側に大きく変形してオーバーラップを生じることはな
く、ノッチのない、外観の良好な接合部を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属の条材の端面
を、その端面よりも広い金属の平坦面、例えば、エンド
プレート等の金属板の平坦面に接合する方法及びその方
法によって製造したエンドプレート付条材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、角形鋼管、
丸形鋼管等の金属の条材が建築資材として使用されてい
る。これらの条材を梁材として用い、柱に固定する場
合、条材の端面にあらかじめ鋼板製のエンドプレートを
接合しておき、そのエンドプレートを柱の側面に当接さ
せ、ボルト等で固定するという方法が多く採用されてい
る。ここで条材の端面をエンドプレートに接合するに
は、溶接（例えば、突合わせ溶接）が使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来条
材端面に対するエンドプレートの溶接接合は手作業で行
われており、作業性が悪いという問題があった。また、
溶接接合による強度は溶接品質に大きく影響されるた
め、条材端面にエンドプレートを溶接接合する際には熟
練者が注意深く作業をしなければならず、この点からも
作業性が悪く、しかも熟練者を必要とするという問題と
なっていた。

【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みて為された
もので、金属の条材の端面に、エンドプレート等の金属
の平坦面を、一定の品質で容易に接合することを可能と
する方法及びその方法によって製造したエンドプレート
付条材を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した溶接接
合の問題点を解決するため、金属の条材の端面を、エン
ドプレート等の金属の平坦面に突き合わせて接合する方
法として、液相拡散接合方法を採用したものである。こ
の液相拡散接合はインサート材を接合すべき母材（条材
端面と平坦面）に拡散させて接合するため、接合が面で
行われると共に、接合部での組織が均一となって接合の
界面が実質上無くなり、強度の大きい接合部を形成で
き、しかもその品質は接合部の温度と圧力で管理できる
ので、容易に一定品質の接合部を得られる。かくして、
本発明では、金属の条材の端面を金属の平坦面に、熟練
を要することなく、強固に且つ一定品質で接合すること
ができる。また、接合に要する温度は、インサート材の
融点より少し高ければよく、接合すべき条材やエンドプ
レート等の母材の融点よりもかなり低い温度でよいの
で、接合のための昇温によって付近の母材が高温とな
り、その熱履歴によって物性（特に耐衝撃性、靱性等）
が低下するということが少ない。このため、本発明によ
って製造したエンドプレート付条材は、接合強度が大き
く、品質が安定しており、且つその接合部の隣接領域に
も物性の低下が少ない等の特性を備えている。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、接合に供される条材の
端面を液相拡散接合用のインサート材を介して、接合す
べき平坦面に突き合わせ、且つ前記インサート材及びそ
のインサート材に接する部分の温度を前記インサート材
の融点以上とし、該インサート材を介して突き合わせた
条材の端面と平坦面とが離れないように接触圧を加え、
液相拡散接合を行うことを特徴とする条材端面を平坦面
に接合する方法であり、この方法により、条材の端面を
平坦面に対して液相拡散接合を行うことができる。

【０００７】本発明で使用する条材としては、Ｈ形鋼、
Ｉ形鋼、Ｌ形鋼、角形鋼管、丸形鋼管、丸形或いは角形
等の棒鋼、鋼板等を挙げることができる。また、接合の
対象となる平坦面は、好適にはエンドプレート等の金属
板の平坦面であるが、金属板以外の金属材（例えば、金
属製の柱材等）の平坦面であってもよい。インサート材
は液相拡散接合に使用しうるものであれば任意であり、
接合すべき材料が鋼の場合には、通常アモルファス金属
箔が使用される。インサート材及びそのインサート材に
接する部分をインサート材の融点以上に加熱する方法
は、後述するように、条材端面を平坦面に突き合わせた
状態で行ってもよいし、条材端面を平坦面に突き合わせ
る操作の前に行ってもよい。これらの加熱及び液相拡散
接合は、接合面の酸化を防止するため不活性雰囲気中で
行うことが好ましい。

【０００８】液相拡散接合を行っている間に条材端面と
平坦面との間に加える接触圧は、両者を密着状態に保つ
ことができる限り低いことが好ましく、通常、５〜２０
ＭＰａ程度に、好ましくは、５〜１０ＭＰａ程度に選定
される。また、このような低い接触圧で液相拡散接合を
行っている途中において、短時間だけ接触圧を大きくし
て接合面を加圧することも可能である。このような加圧
を行うと、接合面に機械的な絡み合いのような状態が生
じて接合強度を増すことができ、また、万一、接合面に
酸化膜が生じたとしても接合面がもまれることで酸化膜
が破れ、金属同志が接触して真の金属同志の接合が得ら
れ、この点からも接合強度が大きくなる。更に、加圧に
よって条材の端面部分が増肉し、接合面が増加して全体
の接合強度が増す。ただし、この加圧が大きすぎたり、
加圧時間が長くなると、条材の端部に好ましくない変形
を生じ、かえって強度が低下することがある。これらを
勘案すると、加圧を行う際の接触圧としては、２０〜１
００ＭＰａ程度に、好ましくは、４０〜６０ＭＰａ程度
に選定され、また、その加圧時間は２〜１０秒程度に選
定される。

【０００９】以下、図面を参照して本発明を更に具体的
に、Ｈ形鋼である条材の端面に、エンドプレートの平坦
面を接合する場合を例にとって説明する。

【００１０】〔実施の形態１〕図１は本発明の方法によ
って条材を平坦面に接合する動作を説明するもので一部
部品を断面で示す概略側面図である。まず、図１（ａ）
に示すようにＨ形鋼である条材１を用意し、接合に先立
って、図１（ｂ）に示すように、その条材１の端部のウ
ェブ及びフランジを共に、両側に増肉させて肉厚が端面
１ａに向かって漸増する増肉部１ｂを形成する。この増
肉部１ｂの形成は、条材１の端面を加熱し、端面から遠
くなるに従って急激に温度が低下するような温度分布を
生じさせた状態で、その条材の端面をプレス等で押圧す
ることにより形成できる。また、型を用いて条材１の端
部を圧縮変形させることでも形成できる。更には、最終
製品に要求される長さのｎ倍の長さの条材を用意し、そ
の条材のｎ分割位置を赤熱させた状態で条材に長手方向
の圧縮力を加えてそのｎ分割位置に中高の増肉部を形成
し、該増肉部の中央部を切断することによっても、条材
端部の増肉部１ｂを形成できる。

【００１１】条材１の端部に増肉部１ｂを形成した後、
その端面１ａを接合に必要な平坦度に加工し且つ必要な
表面仕上げを行い、次いで、図１（ｃ）に示すように、
鋼製のエンドプレート２を支持台３上に乗せ、条材１の
端面を、液相拡散接合用のインサート材４を介して、エ
ンドプレート２の平坦面２ａ上の所定位置に突き合わ
せ、その平坦面２ａに突き合わせた条材１の端部の周囲
に誘導コイル５を配置する。なお、エンドプレート２
は、その条材１を接合すべき領域にあらかじめ接合に必
要な表面仕上げを行っている。

【００１２】ここで使用する誘導コイル５は、図２に示
すように、断面がＨ形の条材１を均熱しうるよう条材１
のＨ形の断面に沿った形状としている。また、図３に示
すように、その誘導コイル５は冷却媒体（通常は水）を
通過させ得るように中空の矩形断面のパイプ５ａで形成
されている。また、支持台３は、エンドプレート２の、
条材１の端面１ａで押される部分を良好に支持しうる形
状ものが用いられている。

【００１３】次に、図１（ｃ）において、図示しないプ
レス機構等によって条材１に下向きの一定の押圧力Ｐを
加え、インサート材４を介して突き合わせた条材１の端
面１ａと平坦面２ａとが離れないように接触圧（例え
ば、５〜２０ＭＰａ程度）を加えた状態で、誘導コイル
５に交流を通電することによって、インサート材４及び
そのインサート材４に接する部分がインサート材４の融
点以上になるように加熱し、所望温度に昇温した後、一
定時間その温度に保持する。これにより、インサート材
４が溶融し、それに接した条材１の端面１ａ及びエンド
プレート２の平坦面２ａに液相拡散してゆき、条材１の
端面とエンドプレート２の平坦面とが液相拡散接合され
る。

【００１４】ところで、誘導コイル５に通電して条材１
及びエンドプレート２を誘導加熱すると、図３（ａ）に
示すように、両側の誘導コイル５で挟まれた領域Ａの加
熱熱量が多く、このためインサート材４及びそれに接す
る部分の温度よりも領域Ａの温度が高くなる傾向があ
る。特に、本例のように誘導コイル５をエンドプレート
２の片側のみに配置した場合には、インサート材４の挿
入部分からの熱がエンドプレート２の反対側に逃げるた
め、インサート材４の挿入部分よりも領域Ａの温度がか
なり高くなり、塑性変形しやすい状態となる。このた
め、条材１に押圧力Ｐを加えて液相拡散接合を行ってい
る際に、領域Ａの部分が変形し、両側に増肉してくる。
もし、図４（ａ）に示すように、条材１の端部に増肉部
を形成していない場合には、高温に加熱された領域Ａが
増肉し、ついには図４（ｂ）に示すように、平坦面２ａ
に近接したオーバーラップ１ｄを生じさせ、平坦面２ａ
との間にノッチ７が形成される。このようなノッチ７は
応力集中を生じさせ、破断の原因となるという欠点を持
っている。これに対し、本発明では、図３（ａ）に示す
ように、条材１の端部に増肉部１ｂを形成して、その外
面を傾斜させているので、高温に加熱される領域Ａに増
肉が生じた時、図３（ｂ）に示すように、端面１ａの上
方の傾斜した外面を膨らませるのみで、外面１ｅはオー
バーラップとはならず、ノッチを生じない。かくして、
ノッチのない接合部を形成できる。

【００１５】ここで、条材１の端部に形成する増肉部１
ｂの長さ、増肉率、外面の傾斜角等は、液相拡散接合の
際にオーバーラップを生じないように適宜定めればよい
が、大体の目安としては、図５（ａ）において、増肉前
の肉厚をｔ₀ 、増肉部１ｂの最大肉厚（底面１ａでの厚
さ）をｔ₁ 、増肉部１ｂの長さをＬ、増肉部外面の端面
１ａに対する傾斜角をθとして、 ｔ₁ ＝（１．１〜２．０）ｔ₀ Ｌ ＝（０．５〜３．０）ｔ₀ θ ＝４５〜８５° の目安とすればよい。なお、条材１の端部に形成する増
肉部１ｂの形状は、図５（ａ）に示すように、端面１ａ
から直ちに傾斜面が始まっている形状に限らず、図５
（ｂ）に示すように、端面１ａに隣接して短い平行部１
ｆ（例えば、２ｍｍ以下程度）を持ったものでもよく、
本明細書における「肉厚が端面に向かって漸増する増肉
部」という表現は、この形状をも含むものである。

【００１６】以上に説明した実施の形態１による方法で
は、インサート材４を介して突き合わせた条材１の端面
とエンドプレート２の平坦面との接合面を液相拡散接合
に必要な温度に加熱、昇温させるために、エンドプレー
ト２の条材側のみに配置した誘導コイル５を用いたた
め、その誘導コイル５に近接した条材１の領域Ａ〔図３
（ａ）参照〕が接合面よりもかなり高温に昇温し、その
部分が変形しやすくなっている。しかしながら、その条
材１の端部にあらかじめ、肉厚が端面に向かって漸増す
る増肉部１ｂを形成しているため、図３（ｂ）に示すよ
うに、液相拡散接合時に条材１が変形して外面１ｅが膨
らんでも、オーバーラップとはならず、エンドプレート
２との間にノッチを作るということがない。かくして、
良好にエンドプレート２に条材１の端面を液相拡散接合
することができ、得られたエンドプレート付条材は、エ
ンドプレートと条材との接合強度が大きく且つ接合部の
品質が安定している。

【００１７】なお、上記した実施の形態１による方法で
は、液相拡散接合時の接触力を一定としているが、その
途中に所望のタイミングで押圧力Ｐを増大させ、接合面
に大きい接触圧を作用させて、接合強度を一層高めるこ
とも可能である。更に、上記した方法では、エンドプレ
ート２の条材を突き当てた側のみに誘導コイル５を配置
して加熱しているが、エンドプレート２の反対側にも誘
導コイル等の加熱手段を配置可能であれば、エンドプレ
ート２の反対側からの加熱を併用することが好ましい。
この場合には、条材１の誘導コイル５で加熱される領域
Ａの温度を下げることが可能であり、そのため、変形を
生じにくいという利点が得られる。

【００１８】上記の説明では誘導コイル５として、図３
に示すように、単に中空の矩形断面のパイプ５ａで構成
されたものを用いたが、ここで使用する誘導コイルの断
面形状はこれに限らず変更可能であり、図６にその変形
例を示している。図６に示す誘導コイル５Ａは、矩形断
面のパイプ５ａの外面の一部に導電性材料の突出部５ｂ
を固定しており、且つその突出部５ｂの取付位置は、誘
導コイル５Ａを所定位置にセットした時、その突出部５
ｂが条材１とエンドプレートの平坦面２ａとの接合部に
向かうように定められている。この構成の誘導コイル５
Ａを用いると、突起部５ｂが磁束をインサート材４の挿
入位置に向ける作用を果たし、インサート材４の挿入位
置の発熱量が増加する。このため、両側の誘導コイル５
Ａで加熱されやすい領域Ａの温度とインサート材４の挿
入位置の温度との差を小さくすることができ、換言すれ
ば領域Ａの温度を下げることができ、接合操作時に条材
１に生じる恐れのある変形を抑制できる利点が得られ
る。

【００１９】〔実施の形態２〕図７に示すように、エン
ドプレート２を支持台３Ａ上に乗せ、条材１の端面を、
液相拡散接合用のインサート材４を介して、エンドプレ
ート２の平坦面２ａ上の所定位置に突き合わせ、その平
坦面２ａに突き合わせた条材１の端部の周囲に誘導コイ
ル５を配置し、且つエンドプレート２の裏面側にも条材
１の端面１ａに対応する位置に誘導コイル８を配置す
る。ここで用いた支持台３Ａは、エンドプレート２の条
材１の端面を押し当てた部分の背面に誘導コイル８を配
置することができ、且つその誘導コイル８を配置した位
置の近傍で、エンドプレート２を支持する形状のものが
使用されている。この支持台３Ａは誘導加熱されない材
質或いは形状で作ることが望ましい。

【００２０】条材１は、実施の形態１とは異なり、端部
に増肉部を形成することなく使用される。また、誘導コ
イル５は、図１、図２に示すものと同一のものでよい。
一方、エンドプレート２の下側に配置される誘導コイル
８は、図８に示すように、条材１の端面にほぼ合致する
ようなＨ形形状のコア９の周囲に、銅などの導体で作ら
れた中空の矩形断面のパイプ８ａを配置した構成となっ
ている。なお、１０は絶縁材である。

【００２１】次に、図７において、図示しないプレス機
構等によって条材１に下向きの一定の押圧力Ｐを加え、
インサート材４を介して突き合わせた条材１の端面１ａ
と平坦面２ａとが離れないように接触圧（例えば、５〜
２０ＭＰａ程度）を加えた状態で、誘導コイル５、誘導
コイル８に交流を通電することによって、インサート材
４及びそのインサート材４に接する部分がインサート材
４の融点以上になるように加熱し、所望温度に昇温した
後、一定時間その温度に保持する。これにより、インサ
ート材４が溶融し、それに接した条材１の端面１ａ及び
エンドプレート２の平坦面２ａに液相拡散してゆき、条
材１の端面とエンドプレート２の平坦面とが液相拡散接
合される。

【００２２】この場合においても、誘導コイル５はイン
サート材４の挿入位置を直接発熱させるというよりは、
その誘導コイル５に隣接した領域Ａを発熱させ、熱伝導
によってインサート材４及びその近傍を加熱する。従っ
て、領域Ａの温度はインサート材４の挿入位置よりも高
温となる。しかしながら、インサート材４の挿入位置は
エンドプレート２の下面側の誘導コイル８によるエンド
プレート２の発熱によっても加熱されるため、図１
（ｃ）に示したように下側に誘導コイルを配置していな
い場合に比べて、条材１の領域Ａの温度は低くなり、変
形しにくい。このため、条材１の端部に増肉部を形成し
なくても、図４（ｂ）に示したようなオーバーラップ１
ｄが生じることはなく、良好な液相拡散接合が行われ
る。

【００２３】〔実施の形態３〕図９に示すように、エン
ドプレート２を支持台３上に乗せ、そのエンドプレート
２の平坦面２ａ上の、且つ条材１の端面を接合する部分
に、液相拡散接合用のインサート材４を貼り付け、その
上方の離れた位置に、条材１の端面１ａ対向させた状態
で配置し、両者の間に誘導コイル８を配置し、全体をシ
ールドケース１５で覆う。ここで使用する誘導コイル８
も、図８に示すものと同様なものが使用される。なお、
インサート材４は条材１の端面１ａに貼り付けてもよ
い。

【００２４】次に、シールドケース１５内に不活性ガス
（例えば、窒素ガス）を供給して不活性雰囲気とした状
態で、誘導コイル８に交流を通電し、それに面した条材
１の端面１ａ、インサート材４及びその下のエンドプレ
ート２を、インサート材４の融点以上に加熱する。その
後、誘導コイル８を条材１の下から外れた位置に移動さ
せ、条材１を降下させて条材１の端面１ａをインサート
材４を介してエンドプレート２の平坦面２ａに突き合わ
せ、且つその条材１に適当な押圧力を作用させておく。
これにより、条材１の端面１ａとエンドプレート２の平
坦面２ａとがインサート材４を介して密着状態に保た
れ、液相拡散接合が行われる。なお、この時、必要な
ら、条材１の端部の周囲に誘導コイルを配置して補助加
熱を行うとか、エンドプレート２の裏面から誘導コイル
或いはバーナー等の加熱手段によって補助加熱を行って
もよい。その場合には当然、支持台３はエンドプレート
２の下面の所望位置を加熱しうる構成のものとしてお
く。

【００２５】この方法では、条材１の端面１ａとエンド
プレート２の平坦面２ａとを直接誘導コイル８で加熱す
るので、加熱効率が良く、しかも昇温が早いため生産効
率が良いという利点が得られる。また、余計なところを
高温に加熱することがないので、熱履歴による物性低下
がなく、品質が良いという利点も得られる。以上、水平
に配したエンドプレートに直立させたＨ形鋼を取合わせ
る態様について述べたが、水平に配したＨ形鋼の端面に
エンドプレートの方を当接する態様としても無論差し支
えない。

【００２６】

【実施例】

〔実施例１〕 （１）供試材 条材１：Ｈ形鋼 断面寸法：ウェブ長さ２００ｍｍ、厚さ５．５ｍｍ フランジ幅１００ｍｍ、厚さ８．０ｍｍ 組成：Ｃ ０．０６％、Ｓｉ ０．１８％、Ｍｎ ０．７１％、 Ｐ ０．０２１％、Ｓ ０．０１２％ 引張強さ：４５６Ｎ／ｍｍ² エンドプレート２：鋼板 寸法：長さ４００ｍｍ、幅２５０ｍｍ、厚さ１６ｍｍ 組成：Ｃ ０．１４％、Ｓｉ ０．１９％、Ｍｎ ０．８５％、 Ｐ ０．０１４％、Ｓ ０．０１４％ 引張強さ：４４８Ｎ／ｍｍ²

【００２７】（２）インサート材 アモルファス金属箔 公称組成：Ｃｒ５．３％、Ｓｉ７．３％、Ｂ１．４％、
残りＮｉ 融点：１０４０°Ｃ 厚さ：３８μｍ

【００２８】（３）接合前の準備 条材１の端部に、図５（ａ）に示す形状の増肉部１ｂを
形成し、端面を平坦に切断して、機械仕上げした（仕上
げ精度：▽）。形成した増肉部１ｂの寸法は次の通り。 ウェブ：端面肉厚ｔ₁ ＝１１．５ｍｍ、増肉部長さＬ＝
１０ｍｍ フランジ：端面肉厚ｔ₁ ＝１４ｍｍ、増肉部長さＬ＝１
０ｍｍ エンドプレート２の表面はグラインダーをかけ、且つサ
ンドペーパー仕上げした。

【００２９】（４）接合方法 図１（ｃ）に示すようにエンドプレート２を支持台３に
乗せ、その上にインサート材４を介して条材１の端面を
突き合わせ、その外周に誘導コイル５（図２に示す形状
のもの）を配置した。誘導コイル５の断面寸法は、外形
寸法が１５×１０ｍｍ、厚さが２ｍｍである。その後、
条材１の下端部分及びエンドプレート２をシールドケー
スで覆い、内部に窒素ガスを供給した。この状態で、図
１０にサイクルパターンを示すように、接合面での接触
圧が１０ＭＰａとなるように、条材１に一定の押圧力を
作用させ、且つ誘導コイル５に通電して（周波数約４０
ＫＨｚ、電力約８０ＫＷ）、突き合わせ部分を加熱、昇
温させ、突き合わせ部分が約１２５０°Ｃに達すると、
その温度に約３分保持し、その後、加熱を停止して放冷
した。以上の接合動作により、条材１の端面をエンドプ
レート２の平坦面に接合できた。

【００３０】（５）結果 接合部の外観を観察したところ、条材１の端部の増肉部
１ｂに全体的な膨らみが見られたものの、オーバーラッ
プとはなっておらず、エンドプレート２との間にノッチ
は生じていなかった。接合部の厚さを測定したところ、
ウェブで１４ｍｍ、フランジで１７ｍｍであり、条材１
の接合前の端面１ａの寸法に比べて約２０％増大してい
た。接合部の引張強度を測定したところ、４５０Ｎ／ｍ
ｍ² で接合部近傍が破断した。これは母材（条材１）の
引張強度にほぼ匹敵するものであった。接合部の断面を
切断して観察したところ、接合面の境界は見られず、確
実に液相拡散した一様な組織となっていた。

【００３１】〔比較例１〕実施例１と同一の条材１を用
意し、その条材１の端部に増肉部１ｂを形成しないこと
を除いては実施例１と同一条件で接合を行った。得られ
た接合部を観察したところ、接合部に微小なノッチが生
じていた。また、引張試験を行ったところ、３８０Ｎ／
ｍｍ² でノッチのところから破断した。

【００３２】〔実施例２〕実施例１と同一の条材１、エ
ンドプレート２、インサート材４を用意し、その条材１
の端部に増肉部１ｂを形成することなく、図７、図８に
示すように、エンドプレート２にインサート材４を介し
て突き合わせ、条材１の端部周囲及びエンドプレート裏
面に誘導コイル５、８をそれぞれ配置した。その後、条
材１の下端部分及びエンドプレート２をシールドケース
で覆い、内部に窒素ガスを供給した。この状態で、接合
面での接触圧が１０ＭＰａとなるように、条材１に一定
の押圧力を作用させ、且つ誘導コイル５、８に通電して
（誘導コイル５には周波数約４０ＫＨｚ、電力約８０Ｋ
Ｗ、誘導コイル８には周波数約２０ＫＨｚ、電力約５０
ＫＷ）、突き合わせ部分を加熱、昇温させ、突き合わせ
部分が約１２５０°Ｃに達すると、その温度に約３分保
持し、その後、加熱を停止して放冷した。

【００３３】以上の接合動作により、条材１の端面をエ
ンドプレート２の平坦面に接合することができ、その接
合部にはノッチは生じていなかった。接合部の引張強度
を測定したところ、４４０Ｎ／ｍｍ² で接合部近傍が破
断し、良好な引張強度特性を有していた。

【００３４】〔実施例３〕実施例１と同一の条材１、エ
ンドプレート２、インサート材４を用意し、図９に示す
ように、エンドプレート２の上面にインサート材４を貼
り付け、そのエンドプレート２と条材１の端面との間隔
を３０ｍｍに保持し、その中間位置に誘導コイル８（高
さ方向の寸法：１０ｍｍ）を配置した。シールドケース
１５内に窒素ガスを供給した状態で、誘導コイル８に通
電し（周波数約４０ＫＨｚ、電力約８０ＫＷ）、条材１
の端面１ａ、インサート材４及びエンドプレート２の上
面２ａを約１２８０°Ｃに昇温させた。その後、誘導コ
イル８を条材１の端面１ａから外れた位置に移動させ、
条材１を降下させてエンドプレート２上のインサート材
４に押し付け、接触圧を１０ＭＰａに保った状態で、そ
のまま放冷した。

【００３５】以上の接合動作により、条材１の端面をエ
ンドプレート２の平坦面に接合することができ、その接
合部にはノッチは生じていなかった。接合部の引張強度
を測定したところ、４６０Ｎ／ｍｍ² で接合部近傍が破
断し、良好な引張強度特性を有していた。

【００３６】〔実施例４〕実施例２と同一の条材１、エ
ンドプレート２、インサート材４を用意し、実施例２と
同一条件で加熱を開始し、昇温途中で約１２００°Ｃに
達した時点で、押圧力を５０ＭＰａに増加させ、約２秒
後に元の１０ＭＰａに戻した。その後は実施例１と同一
条件で接合を行った。この結果、接合部にノッチを生じ
ることなく、良好な接合部を得ることができた。接合面
積を測定したところ、約５０％増加していた。従って、
この場合には、接合面積がかなり増大したことにより、
全体の接合強度が増しており、接合部の信頼感が更に増
大した。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、接合に供される金属の条材の端面を液相拡散接合用
のインサート材を介して金属の平坦面に突き合わせ、そ
のインサート材及びそれに接する部分の温度を前記イン
サート材の融点以上とし、且つ、該インサート材を介し
て突き合わせた条材の端面と平坦面とが離れないように
接触圧を加える構成としたことにより、条材の端面と平
坦面とを液相拡散接合することができ、これによって、
接合の界面が実質上無く、接合部での組織が均一となっ
た強度の大きい接合部を形成でき、しかもその品質は接
合部の温度と圧力で管理できるので、容易に一定品質の
接合部を得ることができる。しかも、接合に要する温度
は、インサート材の融点より少し高ければよく、接合す
べき条材やエンドプレート等の母材の融点よりもかなり
低い温度でよいので、接合のための昇温によって付近の
母材が高温となり、その熱履歴によって物性（特に耐衝
撃性、靱性等）が低下するということが少なく、従って
接合後における熱処理をほとんど必要としないという効
果も有している。

【００３８】ここで、接合に先立って、接合に供される
条材の端部を両側に増肉させて肉厚が端面に向かって漸
増する増肉部を形成しておくと、平坦面に突き合わせた
条材の端部の周囲のみに誘導コイルを配置し、該誘導コ
イルで接合部を加熱した際に、その誘導コイルの近傍の
条材部分が高温となって条材に加えている押圧力によっ
て変形しても、オーバーラップとはならず、従って、平
坦面との間にノッチが形成されず、良好な接合を行うこ
とができる。換言すれば、条材端面と平坦面との接合面
の片側に配置した誘導コイルによる加熱のみによって支
障なく液相拡散接合を行うことができ、接合面の加熱が
容易となると共に、条材を接合する平坦面に関して条材
側とは反対側に誘導コイル等の加熱手段を配置できない
場合でも液相拡散接合を行うことができるという利点が
得られる。

【００３９】また、条材を接合すべき平坦面が金属板の
一方の面であり、その反対側の面にも接近可能な場合に
は、その平坦面に突き合わせた条材の端部の周囲に誘導
コイルを配置し、且つ前記金属板の裏面側にも前記条材
の端面に対応する位置に誘導コイルを配置し、その両誘
導コイルによって加熱する構成とすることができる。こ
の構成とすると、接合面を両側から加熱できるので、敏
速に加熱することができ、しかも、条材の端部周囲に配
置した誘導コイルの近傍の条材部分の温度が接合部の温
度よりもあまり高くならず、このため、条材に加えた押
圧力による変形が少なく、オーバッラップの発生を防止
してノッチの形成を防止できるという効果が得られる。

【００４０】更に、条材の端面を接合すべき平坦面に突
き合わせる前に、インサート材を条材端面か或いは平坦
面に貼り付け、且つ前記条材の端面と前記平坦面とを離
した状態で且つ不活性雰囲気中で、前記条材の端面、イ
ンサート材及び前記平坦面の条材端面を接合する部分を
インサート材の融点以上に加熱し、その後、条材の端面
をインサート材を介して平坦面に突き合わせ、接触圧を
加えることにより液相拡散接合を行うことも可能であ
る。この構成とすると、接合に必要な個所を敏速に加熱
することができ、そのため生産性を高めることができる
と共に熱ロスを最小とすることができ、しかも余計な部
分を高温に加熱することがないので、熱履歴による物性
の低下を抑制できるという効果が得られる。

【００４１】上記した方法で製造したエンドプレート付
条材は、実施例とエンドプレートとの接合が確実で品質
が安定しており、しかも熱劣化が少ないという効果を有
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の方法によって条材を平
坦面に接合する動作を説明するもので、一部部品を断面
で示す概略側面図

【図２】図１（ｃ）に示す条材１と誘導コイル５の概略
平面図

【図３】（ａ）は条材１をエンドプレート２に接合する
動作の開始時の状態を、一部部品を断面で示す概略側面
図 （ｂ）は条材１をエンドプレート２に接合した後の状態
を示す（ａ）と同様な概略側面図

【図４】（ａ）は端部に増肉部を形成しない条材１をエ
ンドプレート２に接合する途中の状態を、一部部品を断
面で示す概略側面図 （ｂ）はその条材１をエンドプレート２に接合した後の
状態を示す（ａ）と同様な概略側面図

【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、条材端部に形成す
る増肉部を示す概略側面図

【図６】誘導コイルの変形例を示す、図３（ａ）と同様
な概略側面図

【図７】本発明の実施の形態２の方法によって条材を平
坦面に接合する動作を説明するもので、一部部品を断面
で示す概略側面図

【図８】図７に示す装置に用いた誘導コイル８の概略下
面図

【図９】本発明の実施の形態３の方法によって条材を平
坦面に接合する動作を説明するもので、一部部品を断面
で示す概略側面図

【図１０】実施例１におけるサイクルパターンを示すグ
ラフ

【符号の説明】

１ 条材 １ａ 端面 １ｂ 増肉部 ２ エンドプレート ２ａ 平坦面 ３、３Ａ 支持台 ４ インサート材 ５、８ 誘導コイル ７ ノッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前之園 司 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内 (72)発明者 中野 倫之 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属の条材の端面を、その端面よりも広
   い金属の平坦面に接合する方法であって、接合に供され
   る条材の端面を液相拡散接合用のインサート材を介して
   前記平坦面に突き合わせ、且つ前記インサート材及びそ
   のインサート材に接する部分の温度を前記インサート材
   の融点以上とし、該インサート材を介して突き合わせた
   条材の端面と平坦面とが離れないように接触圧を加え、
   液相拡散接合を行うことを特徴とする条材端面を平坦面
   に接合する方法。
2. 【請求項２】 金属の条材の端面を、その端面よりも広
   い金属の平坦面に接合する方法であって、接合に供され
   る条材の端部を両側に増肉させて肉厚が端面に向かって
   漸増する増肉部を形成し、その端面を液相拡散接合用の
   インサート材を介して前記平坦面に突き合わせ、その平
   坦面に突き合わせた条材の端部の周囲に誘導コイルを配
   置し、該誘導コイルに交流を通電することによって、前
   記インサート材及びそのインサート材に接する部分を前
   記インサート材の融点以上に加熱し、且つ、該インサー
   ト材を介して突き合わせた条材の端面と平坦面とが離れ
   ないように接触圧を加え、液相拡散接合を行うことを特
   徴とする条材端面を平坦面に接合する方法。
3. 【請求項３】 金属の条材の端面を、その端面よりも広
   い金属板の平坦面に接合する方法であって、接合に供さ
   れる条材の端面を液相拡散接合用のインサート材を介し
   て前記平坦面に突き合わせ、その平坦面に突き合わせた
   条材の端部の周囲に誘導コイルを配置し、且つ前記金属
   板の裏面側にも前記条材の端面に対応する位置に誘導コ
   イルを配置し、その両誘導コイルに交流を通電すること
   によって、前記インサート材及びそのインサート材に接
   する部分を前記インサート材の融点以上に加熱し、且
   つ、該インサート材を介して突き合わせた条材の端面と
   平坦面とが離れないように接触圧を加え、液相拡散接合
   を行うことを特徴とする条材端面を平坦面に接合する方
   法。
4. 【請求項４】 金属の条材の端面を、その端面よりも広
   い金属の平坦面に接合する方法であって、接合に供され
   る条材の端面とその端面を接合する平坦面とのいずれか
   一方に、液相拡散接合用のインサート材を接合し、前記
   条材の端面と前記平坦面とを離した状態で且つ不活性雰
   囲気中で、前記条材の端面、インサート材及び前記平坦
   面の条材端面を接合する部分を前記インサート材の融点
   以上に加熱し、次いで、前記条材の端面を前記インサー
   ト材を介して前記平坦面に突き合わせ、接触圧を加えて
   液相拡散接合を行うことを特徴とする条材端面を平坦面
   に接合する方法。
5. 【請求項５】 金属条材の端面に、金属製のエンドプレ
   ートを請求項１から４のいずれか１項に記載の方法によ
   って接合して構成したエンドプレート付条材。